腦子瓦特了?記憶力受損?試試AI調控的閉環電擊顳葉療法

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量子位 出品 | 公眾號 QbitAI

髮際線後退就算了。

發現自己連記憶力也開始下降?

你可能需要電電自己的腦子了。

2月6號,賓大研究團隊在Nature Communication上在線發表了一篇論文Closed-loop stimulation of temporal cortex rescues functional networks and improves memory。

論文指出他們所設計的AI調控的閉環系統,不僅可以監測人在記憶狀態下的神經放電活動,還可以有針對性地刺激外側顳葉,發現記憶力改善效果比對照組表現好15%。

閉環,指的是會根據大腦本身的放電情況控制電擊的時長及頻率

實際上,對於改善大腦功能來說,電擊療法並不是一個新的方法,難就難在怎麼控制電擊的脈衝強度和頻率。

以往的改善記憶力的研究,主要考慮的電擊區域是內側顳葉,因為具有記憶功能的腦區海馬在那附近。

不過給予內側顳葉電刺激時,並沒有根據大腦本身神經放電的情況,來調整電擊的時間長度。而是直接開環電擊,從而導致記憶改善效果不穩定。

另外,以往的研究還有一個考慮不周全的地方是,沒有電擊除內側顳葉以外的其他區域,所以沒有不同區域的電擊效果對比。

賓大團隊的研究工作,受到另一個研究工作的啟發:用功能性核磁共振、顱內腦電圖可以看左外側顳葉(包括上中下三個顳葉腦回)看腦電活動,以此來評定記憶力的表現;另外,電擊這塊區域能引發和記憶過程相似的電活動。

如圖所示,左外側顳葉中腦回的紅色電刺激點的記憶提升效果更好,其他藍點的電刺激效果反而低於原來水平

因此,這篇論文的思路,是想通過閉環電刺激系統,在被試執行記憶任務時,先搜集大腦的放電活動,拿到一個baseline的表現。

然後在發現大腦記憶編碼能力表現偏低時(可通過腦電看出),給大腦與之前記錄記憶場景下一樣的電刺激,來評估外側顳葉作為一個電刺激點,對記憶改善能起到多大的作用。

由於癲癇病人的治療方式不得不涉及到侵入式內置電極,所以該研究的被試的是25個癲癇病人。他們的腦電數據可用作AI軟體的訓練數據。

這25個癲癇病人,每個患者的腦內已經植入了200個電極。

通過這些電極,能監控到他們在記憶狀態下的腦電。通過內嵌的AI演算法找出記憶模式下的電活動規律,等到AI監測到病人處於忘事兒狀態的時候,就反過來給予大腦同樣規律的電刺激。

效果還不錯。

同樣是回憶片語的任務,受AI監測狀態並給定向刺激的病人的記憶力表現,比對照組的要好15%。

該圖展現的是電刺激對行為和生理指標的影響。同樣是記憶單詞,在記憶單詞的時候給外側顳葉電刺激時的回想起來的概率,就高於記憶時沒有給電刺激的回想概率(P

這套系統還可以提高回想能力,表明了外側顳葉是一個可靠的提高記憶的電擊作用點,總的來說,我們的結果表明這套系統可以提供記憶功能修復的治療方法。

最後,附論文鏈接,

nature.com/articles/s41

及編譯來源,

technologyreview.com/th

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